JPH1195544A

JPH1195544A - 現像ローラ及び現像装置

Info

Publication number: JPH1195544A
Application number: JP17996298A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Takagi; 光治高木; Yoshio Takizawa; 喜夫滝沢; Tokuo Okada; 徳男岡田; Hiroshi Kaneda; 博金田; Koichi Iwami; 公一石見
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】高品質の画像が得られると共に、高度な階調
律性を達成することができる現像ローラを得る。【解決手段】表面に一成分現像剤を担持して該現像剤
の薄層を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接
して、該画像形成体表面に上記現像剤を供給することに
より、該画像形成体表面に可視画像を形成する現像ロー
ラにおいて、表面に高抵抗樹脂成分が付与されたイオン
導電性を有する弾性層を具備し、かつ静止時のローラ抵
抗をＲ１、回転時のローラ抵抗をＲ２としたとき、Ｒ１
＞Ｒ２となることを特徴とする現像ローラを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、静電潜
像を保持した感光ドラムやベルト、紙，ＯＨＰ，印画紙
等の紙葉類などの画像形成体に一成分現像剤を供給し
て、これら画像形成体表面に可視画像を形成するための
現像ローラ及び該現像ローラを用いた現像装置に関し、
更に詳述すると、濃度むらや地かぶり等のない高品質の
画像が得られると共に、高度な階調性を達成することが
できる現像ローラ及び該ローラを用いた現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置など
において、潜像を保持した感光ドラム等の潜像保持体に
一成分現像剤を供給し、潜像保持体表面の潜像に該現像
剤を付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧
現像法が知られており（米国特許第３１５２０１２号、
同第３７３１１４６号等）、この方法によれば、磁性材
料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易である
と共に、トナーのカラー化が容易である。

【０００３】この加圧現像法は、トナー（通常は非磁性
一成分現像剤が用いられる）を担持した現像ローラを感
光ドラム等の静電潜像を保持した潜像保持体に接触させ
て、トナーを該潜像保持体の潜像に付着させることによ
り現像を行うもので、このため上記現像ローラを導電性
を有する弾性体で形成する必要がある。

【０００４】即ち、この加圧現像法では、例えば図２に
示されているように、トナーを供給するためのトナー塗
布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、上記現像ローラ１が配設され、これら現像ローラ
１、感光ドラム５及びトナー塗布用ローラ４がそれぞれ
図中矢印方向に回転することにより、トナー６がトナー
塗布用ローラ４により現像ローラ１の表面に供給され、
このトナーが成層ブレード７により均一な薄層に整えら
れ、この状態で現像ローラ１が感光ドラム５と接触しな
がら回転することにより、薄層に形成されたトナーが現
像ローラ１から感光ドラム５の潜像に付着して、該潜像
が可視化するようになっている。なお、図中８は転写部
であり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写する
ようになっており、また９はクリーニング部であり、そ
のクリーニングブレード１０により転写後に感光ドラム
５表面に残留するトナーを除去するようになっている。

【０００５】この場合、現像ローラ１は、感光ドラム５
に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければなら
ず、このため図１に示されているように、金属等の良導
電性材料からなるシャフト２の外周にシリコーンゴム、
ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムやウレタンフォームなど
に導電剤を配合して導電性を付与した弾性体からなる弾
性層３を形成した構造となっている。

【０００６】また、特開昭５８−１１６５５９号公報に
開示されているように、潜像保持体に近接した非接触状
態に配設された現像スリーブの表面に、薄層に成層した
非磁性トナーを担持し、これを潜像保持体上に飛翔させ
てトナーを潜像保持体に供給し、現像を行う方法も提案
されている。更に、上記潜像保持体がドラム状ではな
く、ベルト状である場合や、紙，ＯＨＰ，印画紙等の紙
葉類などの記録媒体に現像ローラから直接トナーを供給
して画像を形成する方式もあり、このような方式におい
ても同様の現像ローラを用いることができる。

【０００７】一方、近年においては、従来の文字のみを
印字する、現像特性が所謂白黒二値的な現像特性のみな
らず、写真画像出力等の高画質化要求により、高階調性
も要求されるようになってきており、この要求に応える
ため実行現像バイアスに対するトナー現像量が緩やかに
変化するような現像ローラの設計が必要になってきてい
る。このような特性を得るためには、ローラ抵抗を高抵
抗化し、更にローラ表面抵抗を高抵抗化した設計指針が
考えられる。

【０００８】しかしながら、ローラの抵抗を高くする
と、ローラ抵抗による電圧降下に基づく現像バイアスの
低下が起こり、十分な現像量が得られなくなってしま
い、従来の技術ではこの点の問題を解決することができ
ないのが現状である。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑みされたもので、
電圧降下に基づく現像バイアスの低下を生じることな
く、十分な現像量が得られ、しかも階調特性についての
要求を十分に満足することができる現像ローラ及び該現
像ローラを用いた現像装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、現像ローラの表面に一成分現像剤を担持して該現像
剤の薄層を形成し、この状態で該現像ローラ表面を、静
電潜像を表面に保持した潜像保持体等の画像形成体に接
触又は近接させて、該画像形成体表面に上記現像剤を供
給することにより、画像形成体表面に可視画像を形成す
る場合に、上記現像ローラとして、表面に高抵抗樹脂成
分が付与されたイオン導電性を有する弾性層を有し、回
転時のローラ抵抗よりも静止時のローラ抵抗の方が大き
い現像ローラを用いることにより、現像バイアスが電圧
降下することなく、十分な現像量を確保した上で、高度
な階調性を達成し得ることを見出した。

【００１１】即ち、イオン導電性を有する弾性層上に、
高抵抗樹脂成分による表面処理を施すことにより、静止
時ローラ抵抗Ｒ１＞回転時ローラ抵抗Ｒ２となるローラ
を得ることができ、これにより表面抵抗が高く高度な階
調性を達成し得る現像ローラが得られると共に、現像バ
イアスが電圧降下することもなく、十分な現像量を確保
し得、高画質の画像出力を達成し得ることを見出し、本
発明を完成したものである。

【００１２】従って、本発明は、表面に一成分現像剤を
担持して該現像剤の薄層を形成し、この状態で画像形成
体に接触又は近接して、該画像形成体表面に上記現像剤
を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を
形成する現像ローラにおいて、表面に高抵抗樹脂成分が
付与されたイオン導電性を有する弾性層を具備し、かつ
静止時のローラ抵抗をＲ１、回転時のローラ抵抗をＲ２
としたとき、Ｒ１＞Ｒ２となることを特徴とする現像ロ
ーラを提供する。

【００１３】また、本発明は、外周面に一成分現像剤を
担持した状態で画像形成体表面に当接又は近接し、回転
することにより、上記一成分現像剤を画像形成体表面に
付着させて画像形成体表面に可視画像を形成する現像ロ
ーラを具備してなる現像装置において、上記現像ローラ
として本発明の現像ローラを用いたことを特徴とする現
像装置を提供する。

【００１４】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の現像ローラは、通常は、図１に示したローラと
同様に、良導電性シャフト２の外周に弾性層３を形成し
たローラとされるものであり、本発明にあってはイオン
導電性を有する弾性層３の表面に高抵抗樹脂成分を付与
して、ローラ抵抗を静止時ローラ抵抗Ｒ１＞回転時ロー
ラ抵抗Ｒ２に調整したものである。

【００１５】ここで、上記シャフト２としては、良好な
導電性を有するものであれば、いずれのものも使用し得
るが、通常は金属性の中実体からなる芯金や内部を中空
にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いら
れる。

【００１６】また、このシャフト２の外周に形成する弾
性層３は、ポリウレタン又はＥＰＤＭ等のエラストマ
ー、フォーム材料または樹脂成形体などを基材として用
い、それに過塩素酸ナトリウムの如きイオン性導電物質
を混入してイオン導電性を付与することにより、導電性
を現像ローラとして最適な高中抵抗領域１０⁵〜１０¹⁰
Ω・ｃｍに調整したものが好適である。

【００１７】この場合、基材としてはポリウレタン、Ｅ
ＰＤＭ、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイ
ソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、
スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、及びこれらの混
合物等が挙げられるが、特にポリウレタンとＥＰＤＭが
好ましい。また、基材として用いられるその他の樹脂と
しては、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリカーボー
ネートなどが好ましく用いられる。

【００１８】上記弾性層３の基材として用いられるポリ
ウレタンについて説明すると、ポリウレタンエラストマ
ーやフォーム材は種々の方法で製造されたいずれのもの
でもよく、例えば過塩素酸ナトリウム等のイオン導電性
物質をポリウレタンプレポリマー中に配合し、プレポリ
マーを架橋反応させる方法、ポリオールにイオン導電性
物質を配合し、このポリオールをワン・ショット法にて
ポリイソシアネートと反応させる方法などの方法で得る
ことができる。

【００１９】ポリウレタンを得る場合に用いられるポリ
ヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタン
フォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリ
オール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び
両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリオ
ールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポ
リイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオー
ル、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させ
て得られる所謂ポリマーポリオールなどの一般的なポリ
オールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物
としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームや
ウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネ
ート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗
製ＴＤＩ、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリ
イソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシア
ネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性
物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られる
プレポリマー等が用いられる。

【００２０】一方、ＥＰＤＭについては、この場合エチ
レンとプロピレンと第３成分とからなる三元重合体であ
り、上記第３成分としては、特に制限されるものではな
いが、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネ
ン、１，４−ヘキサジエン等が好適に用いられる。ま
た、上記エチレン、プロピレン及び第３成分の割合は、
特に制限されるものではないが、エチレンの含有量が５
〜９５重量％、プロピレンの含有量が５〜９５重量％、
第３成分の含有量がヨウ素価で０〜５０とすることが好
ましい。なお、ヨウ素価の異なる２種以上のＥＰＤＭを
混合して用いることもできる。上記ＥＰＤＭには、シリ
コーンゴム又はシリコーン変性ＥＰＤＭあるいはこれら
双方をブレンドして用いることもできる。この場合、シ
リコーンゴム、シリコーン変性ＥＰＤＭの混合量は、Ｅ
ＰＤＭ１００重量部に対して５〜８０重量部とすること
ができる。なお、上記シリコーン変性ＥＰＤＭとは、シ
ラノール化合物やシロキサンを介してＥＰＤＭ及びシリ
コーンの両ポリマー間の結合力を高めたハイブリッドゴ
ムをいう。

【００２１】更にまた、弾性層を架橋してゴム状物質と
するために架橋剤、加硫剤を添加することができる。こ
の場合、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合
でも加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤
等を用いることができる。更にまた、上記以外にもゴム
の配合剤として一般に用いられているしゃく解剤、発泡
剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離
剤、離型剤、増量剤、着色剤等を添加することができ
る。

【００２２】この弾性層３には、表面上のトナー帯電量
をコントロールする目的でニグロシン、トリアミノフェ
ニルメタン、カチオン染料などの各種荷電制御剤、シリ
コーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロンなどの微粉体を
添加することができる。この場合、これら添加剤の添加
量は、上記弾性層３の基材成分１００重量部に対して、
上記荷電制御剤は１〜５重量部、上記微粉体は１〜１０
重量部とすることが好ましい。

【００２３】次に、この弾性層３にイオン導電性を付与
するために用いられる導電性材料としては、テトラエチ
ルアンモニウム，テトラブチルアンモニウム，ラウリル
トリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチルアンモ
ニウム，オクタデシルトリメチルアンモニウム，ドデシ
ルトリメチルアンモニウム，ヘキサデシルトリメチルア
ンモニウム，ベンジルトリメチルアンモニウム，変性脂
肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素
酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素
酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルフォ
ン酸塩などのアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、
カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属あるいはア
ルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素
酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロ
メチル硫酸塩、スルフォン酸塩などのイオン導電性物質
が例示され、これらイオン導電性物質を、通常上記弾性
層３の基材成分１００重量部に対して０．０１〜１重量
部、特に０．０５〜０．５重量部の範囲で配合すること
ができる。

【００２４】ここで、導電性材料としては、上記イオン
導電性物質が弾性層３を１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍ、特に
１０⁵〜１０⁸Ω・ｃｍの中高抵抗領域にばらつきなく容
易に調整することができることから使用され、このよう
なイオン導電性物質を含む中高抵抗領域の弾性層と後述
する高抵抗樹脂成分との組み合わせによって、ローラの
抵抗特性を静止時ローラ抵抗Ｒ１＞回転時ローラ抵抗Ｒ
２に効果的に調整することができるが、この場合必要に
応じて、電子導電性物質を適量混合することもできる。
なお、電子導電性物質としては、ケッチェンブラックＥ
Ｃ，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，
ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，Ｍ
Ｔ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−（イ
ンク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイ
ト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸
化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム
等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられ
る。

【００２５】本発明において、弾性層３は、特に制限さ
れるものではないが、上記導電性材料の配合により、上
述のように、その抵抗値を１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍ、特
に１０⁶〜１０⁸Ω・ｃｍとすることが好ましい。抵抗値
が１０⁵Ω・ｃｍ未満であると、感光体等の画像形成体
にピンホール欠陥があった場合にリークが発生して画像
不良を起す場合があり、一方１０¹⁰Ω・ｃｍを超える
と、有効現像バイアスが確保できずに十分な画像濃度が
得られない場合がある。

【００２６】この弾性層３の硬度は、特に制限されるも
のではないが、現像ローラが感光ドラム等の潜像保持体
と接触する場合には、ＪＩＳ−Ａスケールで６０°以
下、特に２５〜５５°とすることが好ましい。この場
合、硬度が６０°を超えると感光ドラム等との接触面積
が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがある
が、逆にあまり低硬度にすると圧縮永久歪が大きくな
り、なんらかの理由で現像ローラに変形や偏心が生じた
場合、画像の濃度むらが発生することとなる。このた
め、弾性層の硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永
久歪をなるべく小さくすることが好ましく、具体的には
２０％以下とすることが好ましい。

【００２７】また、弾性層３の表面粗さ、即ち本発明現
像ローラの表面粗さは、特に制限されるものではない
が、ＪＩＳ１０点平均粗さで１５μｍＲｚ以下、特に１
〜１０μｍＲｚとすることが好ましい。表面粗さが１５
μｍＲｚを超えると一成分現像剤（トナー）のトナー層
の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合があるが、１５
μｍＲｚ以下とすることにより、トナーの付着性を向上
させることができると共に、長期使用時でのローラの摩
耗による画像劣化をより確実に防止し得る。

【００２８】本発明の現像ローラには、この弾性層３の
表面部分に、高抵抗樹脂成分を付与するものである。こ
の高抵抗樹脂成分としては、特に制限されるものではな
いが、感光ドラム等の潜像保持体に対して非汚染性であ
ることが好ましく、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹
脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性
等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹
脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエス
テル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げるこ
とができる。これらの中では、特に成膜性、密着性の観
点から、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フ
ェノール樹脂、アルキッド樹脂、変性アルキッド樹脂、
オイルフリーアルキッド樹脂及びアクリル樹脂から選ば
れる１種又は２種以上が好適に使用される。

【００２９】この高抵抗樹脂成分は、上記弾性層３より
も高抵抗のもので、特に実質的に非導電性のものが好ま
しく、具体的には１０⁶〜１０¹⁵Ωｃｍ、特に１０⁸〜１
０¹⁵Ωｃｍ程度の抵抗値のものが用いられ、最終的にこ
のような抵抗値の範囲となれば、導電性材料を添加して
もよい。この場合、通常は上記弾性層３の表面部分には
カーボン等の導電性粉体が含まれていない方がより良好
なトナー帯電性が得られるが、高速性を要するプリンタ
ー等に用いる場合には低圧かぶりの発生を効果的に防止
するため、逆に弾性層３の表面部分に導電性粉体を含有
させることが好ましい。従って、この樹脂成分に添加す
る導電材料としてカーボン等の導電性粉体を採用するか
否かは現像ローラの用途、目的に応じて適宜選定するこ
とができる。

【００３０】かかる高抵抗樹脂成分を弾性層３表面に付
与する手段としては、上記高抵抗樹脂成分を含有する樹
脂溶液でローラの弾性層３を表面処理する方法が好適に
採用される。この場合表面処理は、樹脂溶液を調製した
後、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法な
どにより行うことができる。例えば、ディッピングによ
る表面処理は、１〜３０％の濃度に調整した樹脂溶液に
通常室温で５秒〜５分、好ましくは１０秒〜１分浸漬
し、これを引き上げ、乾燥する方法を採用することがで
きる。なお、スプレー法を採用する場合、処理液中の樹
脂濃度をディッピング法より高く設定でき、例えば１０
〜５０％の濃度に調整したものを使用することも可能で
ある。なお、樹脂溶液を調製するための溶剤は、上記樹
脂を溶解するものであればいずれのものでもよいが、通
常はメタノール，エタノール，イソプロパノール等の低
級アルコール、アセトン，メチルエチルケトン，シクロ
ヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレンなどが好
ましく用いられる。

【００３１】以上の高抵抗樹脂成分による表面処理によ
り、ローラ表面の低摩擦化はある程度達成されるが、更
なる摩擦低減のため、この樹脂成分中に種々の添加剤を
添加することができる。この場合、感光体への汚染がな
く、表面処理の均一性が低下することなく、摩擦低減が
可能な添加剤として、シリコーン樹脂、シリコーン樹脂
粉体、フッ素系及びシリコーン系界面活性剤、シリコン
系カップリング剤及びシリカ粉体が好適に用いられる。

【００３２】上記シリコーン樹脂としては、溶剤可溶性
のもの、例えばメチルシリコーン、メチルフェニルシリ
コーン、あるいはこれらの変性体、シリコーンエポキシ
ブロック共重合体等が挙げられる。

【００３３】シリコーン樹脂粉体としては、例えばメチ
ルシリコーン或いはメチルフェニルシリコーン重合体、
アミノ基変性シリコーン重合体の微粉体などが挙げら
れ、平均粒径０．１〜１００μｍの球状及び不定形のも
のが好適に用いられる。

【００３４】フッ素系界面活性剤としては、フッ化アル
キルとカルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩等が結
合したイオン性のもの、フッ化アルキルとアルコール、
エーテル等が結合した非イオン性のもの、更に側鎖、主
鎖にフッ化アルキルを含む重合体、共重合体などの高分
子系のものが挙げられる。

【００３５】シリコーン系界面活性剤としては、一般的
なシロキサンオキシエチレンのようなメチルシリコーン
と親水性、親油性セグメントとの結合体、メチルシリコ
ーンとアクリルセグメントとの共重合体等の高分子系の
ものが挙げられる。

【００３６】シリコン系カップリング剤としては、通常
のシランカップリング剤だけでなく、末端にアミノ基、
イソシアネート基、ビニル基等が導入されたシラン等が
含まれる。

【００３７】これらは単独で用いてもよく２種以上組合
せて用いてもよい。なお、フッ素樹脂も摩擦低下剤とし
て有効に作用する。上記摩擦低下剤の使用量は、上記樹
脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部、好まし
くは１０〜７５重量部である。また、この高抵抗樹脂成
分中に導電性材料を添加する際には、導電性材料として
イオン導電性物質を用いる場合には、上記樹脂溶液中に
添加するイオン導電性物質の添加量を、上記樹脂成分１
００重量部に対して０．００１〜１重量部とすることが
好ましく、一方、導電性材料としてカーボン等の導電性
粉体を用いる場合には、該導電性粉体の添加量を上記樹
脂成分１００重量部に対して１〜５０重量部とすること
が好ましい。

【００３８】なお、この弾性層３上に付与される高抵抗
樹脂成分は、弾性層３の表面を完全に覆う皮膜状のもの
であってもよく、また弾性層３表面の凹凸内に該樹脂成
分が点状に埋め込まれた点散在状であってもよく、更に
はこの樹脂成分によって弾性層３表面の凹凸の大部分が
埋まり、凸部の先端のみが所々露出した状態であっても
よい。なお、弾性層上に付与するこの高抵抗樹脂成分の
厚さは、特に制限されるものではないが、皮膜状の場合
でも０．１〜２０μｍ、特に１〜１０μｍとすることが
好ましい。

【００３９】本発明の現像ローラは、上記高抵抗樹脂成
分を付与する表面処理によって、静止時のローラ抵抗を
Ｒ１、回転時のローラ抵抗をＲ２としたとき、Ｒ１＞Ｒ
２となるように調整したものである。この場合、上記表
面処理に用いる高抵抗樹脂成分が、上述のようにほぼ絶
縁に近い１０⁶〜１０¹⁵Ωｃｍ程度の高抵抗樹脂である
ことが重要である。その理由は、ローラ表面に導電性を
もたせると、ローラの長手方向で電流が流れやすく、例
えば画像上で長手方向に沿った直線上に階調をもたせる
ように長手方向での電位分布が細かく設定される場合、
感光体等への電荷の流れ込みなどによって感光体表面の
電位が乱され、十分な高階調性が得られない。これに対
して、表面がほぼ絶縁に近い現像ローラを用いれば感光
体表面の電位を乱すことなく正確にトナーを現像でき、
高階調な画像が得られる。

【００４０】そこで、本発明のローラは、表面に上記高
抵抗樹脂を付与してローラ表面部分の抵抗値を高くする
ようにしたものであるが、通常ローラの表面抵抗をこの
ように高く設定すると、十分な現像量が得られにくい抵
抗領域となってしまう。しかしながら、実際の現像装置
内では現像時にローラは常に回転しており、ローラ抵抗
を考えるときには回転時の抵抗を考えることが現実に即
している。そこで、本発明では、上記表面処理によって
静止時の抵抗Ｒ１がローラの回転抵抗Ｒ２よりも常に高
い値が得られるようにローラ抵抗の特性を調整し、これ
により実際の現像時の抵抗値である回転抵抗Ｒ２は、静
止時の抵抗値Ｒ１よりも常に低い値が得られ、実際には
十分な現像量が得られるものである。

【００４１】ここで、ローラの回転時と静止時で抵抗値
が変化することについての理由としては、以下のことが
考えられる。即ち、図３に弾性層単体、及びその上に高
抵抗樹脂を膜厚を変えて処理していったときの静電容量
の変化を示した。なお、この場合の高抵抗樹脂による処
理液の処方は後述する実施例１と同様のものとした。そ
の結果、処理厚を増すに従って静電容量が大きくなるこ
とが観察された。また、図４に同ローラの静止抵抗と回
転抵抗の測定値を示した。その結果、いずれも静止抵抗
よりも回転抵抗の方が低い値を示し、また静電容量が大
きいものの方がその差が大きくなることが観察された。
更に、抵抗値の回転速度依存性については、実用上の回
転速度範囲（８０ｒｐｍ程度）ではほとんど影響を受け
ないことが確認された。

【００４２】これらの結果から、以下のモデルが推察さ
れる。即ち、通常、電圧印加時に観測される電流値は、
電極とローラの軸との間に流れる電流に加えて、静電容
量に基づく電荷の充電に費やされた電荷量とが積算され
た値である。この場合、ローラが静止しているときは、
静電容量に基づく電荷はすぐに飽和に達し、あとはロー
ラ抵抗を介して定常的に流れる電流値のみが観測され、
一方回転時には常にローラの新しい面が電極に接触して
いるから、常に静電容量分の電荷を充電することが必要
になり、これが定常的に電流量として観測される。従っ
て、静止時と回転時とで電流量に相違が生じ、前述のよ
うに、静止時の抵抗よりも回転時の抵抗が低くなると考
えられる。

【００４３】本発明の現像ローラは、一成分現像剤を用
いる通常の現像装置に組み込むことができ、具体的には
図２に示すように、トナーを供給するためのトナー塗布
用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、本発明現像ローラ１を感光ドラム５と接触又は近接
した状態で配設し、トナー塗布用ローラ４によりトナー
６をこの現像ローラ１に供給し、これを成層ブレード７
により均一な薄層に整え、更にこの薄層からトナーを感
光ドラム５に供給し、該感光ドラム５の静電潜像にトナ
ーを付着させて潜像を可視化することができる。なお、
図２の詳細については、従来技術において説明している
のでその説明を省略する。

【００４４】この場合、本発明の現像ローラは、図２の
ように、感光ドラム５表面に保持された静電潜像を一成
分現像剤で可視化する場合に好適に使用されるものであ
るが、本発明現像ローラにより現像剤を供給して可視画
像を形成する画像形成体としては、上記感光ドラムに限
定されるものではなく、ベルト状等のドラム状以外の潜
像保持体や、更には記録媒体としての紙、ＯＨＰ、印画
紙等の紙葉類に直接現像剤を供給して、これら紙葉類に
可視画像を形成する用途にも好適に適用することができ
る。例えば、特開平８−１２９２９３号公報に開示され
た機構のように、紙やＯＨＰ等の紙葉類の裏面側に背面
電極ローラを配置した状態で、該紙葉類の表面側に現像
剤を担持した現像ローラを近接させ、この現像ローラ上
の現像剤をアパチャ電極で制御しながら上記背面電極ロ
ーラへ向けて飛翔させることにより、該背面電極ローラ
と現像ローラとの間に配置された上記紙葉類に現像剤を
供給して該紙葉類に可視画像を形成する現像ローラとし
ても本発明の現像ローラを好適に採用することができ、
この場合にも本発明の現像ローラを用いることにより、
優れた階調性が得られるものである。

【００４５】ここで、上記一成分現像剤としては、非磁
性の一成分現像剤が好適に用いられるが、磁性タイプの
一成分現像剤を用いることもでき、例えば磁性一成分現
像剤を用いて白黒画像印字を行う場合にも本発明の現像
ローラ及び現像装置を好適に用いることができる。

【００４６】

【実施例】以下、実施例，比較例を示して本発明をより
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限される
ものではない。なお、下記の例で、表面処理は室温で処
理液に３０秒浸漬することによって行った。

【００４７】［実施例１］グリセリンにプロピレンオキ
サイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量５００
０としたポリエーテルポリオール１００部（重量部、以
下同じ）に、ウレタン変性ＭＤＩ２５．０部、１，４−
ブタンジオール２．５部、ジブチルチンラウレート０．
０１部、過塩素酸ナトリウム０．１５部を配合し、これ
を１１０℃に加熱した金型に注入して２時間硬化させる
ことにより、金属製のシャフトの外周にポリウレタンか
らなる導電性弾性層を形成して導電部材を作製した。得
られた導電部材の表面を乾燥研磨してローラ状に成形し
た。

【００４８】このポリエーテル系ウレタン樹脂からなる
ローラは、抵抗値が１０⁶Ω、表面粗さがＪＩＳ１０点
平均粗さＲｚで７．０μｍであった。

【００４９】オイルフリーアルキッド樹脂とメラミン樹
脂（順にベッコライトＭ−６４０２、スーパーベッカミ
ンＬ１１０、ともに大日本インキ化学工業社製）とを
４：１の割合で混合し、メチルエチルケトンに樹脂濃度
１５重量％となるように溶解して樹脂溶液を調製し、こ
の樹脂溶液で上記イソプレン系ウレタンローラの表面を
表面処理して、現像ローラを得た。

【００５０】幅１ｃｍの電極２枚を５ｃｍ間隔で設置
し、その上に得られたローラを載せ、片端５００ｇずつ
合計１０００ｇの荷重をかけて電極にローラを圧接し、
両電極間に１００Ｖ電圧を印加して表面の抵抗値を測定
したところ、表面抵抗は８×１０⁸Ωであった。

【００５１】［実施例２］表面処理を、レゾールタイプ
・フェノール樹脂（ＰＲ５０２３２、住友デュレズ社
製）をメチルエチルケトンに樹脂濃度１５重量％となる
ように溶解した樹脂溶液を用いて行ったこと以外は、実
施例１と同様にして現像ローラを得た。実施例１と同様
に表面抵抗を測定したところ、表面抵抗は３×１０⁸Ω
であった。

【００５２】［比較例１］表面処理用の樹脂中に導電剤
としてカーボン（ＰｒｉｎｔｅｘＸＥ２、デグサ社
製）を１０部添加して、表面処理を行ったこと以外は実
施例１と同様にして現像ローラを得た。実施例１と同様
に表面抵抗を測定したところ、表面抵抗は１０⁴Ωであ
り、表面が十分に導電化されていた。

【００５３】［比較例２］ローラ成形時にイオン導電性
物質の添加量を０．００１部に減らして高抵抗値化する
と共に、表面処理を行わないこと以外は、実施例１と同
様にして現像ローラを得た。表面抵抗は、６×１０⁷Ω
であり、高抵抗ローラであった。

【００５４】［比較例３］ポリエーテル系ウレタンロー
ラを作成する際、導電剤としてイオン導電性物質に代え
て、カーボンブラック（デンカブラック、電気化学工業
社製）を２．７部用いて導電性を付与したこと以外は実
施例１と同様にローラを得、表面処理を行わずにこれを
現像ローラとした。ローラの表面抵抗は１０⁴Ωであっ
た。

【００５５】上記実施例及び比較例で得た各現像ローラ
について、以下の特性試験を行った。結果を表１に示
す。（１）回転抵抗測定図５に示した装置を用い、ローラ軸端片側５００ｇずつ
合計１０００ｇの荷重で現像ローラを電極ローラに押し
当て、電極ローラを３０ｒｐｍで回転させて現像ローラ
を従動回転させた。この状態で直流電圧電源より１００
Ｖの電圧を現像ローラ軸・電極ローラ間に印加したとき
の電流値を観測し、５秒間通電時の値から抵抗値を算出
した。（２）静止抵抗測定図５の装置を用い、上記回転抵抗測定時と同様に現像ロ
ーラを電極ローラに押し当て、両ローラの回転を停止さ
せた状態で電流値を測定し、同様に抵抗値を算出した。（３）画像評価図２に示した、現像装置に各現像ローラを組み込み、画
像出しを行って、下記の項目を評価した。黒濃度：黒ベタ画像を出力し、その光学濃度をＭａｃｂ
ｅｔｈ６１０Ｃを用いて測定した。かぶり：感光体における印字部分以外の部分に付着した
トナーをテープに転写し、その光学濃度をＭａｃｂｅｔ
ｈ６１０Ｃを用いて測定した。黒追随性：印刷方向に黒ベタ画像を長く印字し、先後端
にて濃度差を目視判定した。ゴースト：文字パターンを印刷したすぐうしろにハーフ
トーンベタ画像を印字し、前の文字の残像の有無を目視
にて観察した。階調性：写真画像を印字し、目視にて階調性を判断し
た。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１に示した結果から明らかなように、高
抵抗樹脂成分の付与により、ローラの抵抗特性を静止時
抵抗Ｒ１＞回転時抵抗Ｒ２に調整した実施例１，２の現
像ローラは、十分濃度の画像が得られ、かつ階調性にも
優れるものであることが確認された。これに対して、Ｒ
１とＲ２とが等しい比較例１及びＲ１＜Ｒ２である比較
例３の現像ローラは、得られた画像が非常に二値的であ
り、文字の再現性には優れるが階調性の再現性に著しく
劣り、写真画像を出力した場合には、画像がつぶれ、ハ
ーフトーンの再現性に乏しいものであった。また、弾性
層の抵抗値をイオン導電性物質の過塩素酸ナトリウムで
調整し、表面に樹脂成分を有しない比較例２の現像ロー
ラは、画像は黒ベタ濃度追従性が悪く、またバックグラ
ウンドのかぶりやゴーストも見られた。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像ロー
ラ及びこれを用いた現像装置によれば、電圧降下に基づ
く現像バイアスの低下を生じることなく、十分な現像量
が得られ、しかも階調特性についての要求を十分に満足
することができる画像が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明現像ローラの一例を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明現像装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【図３】弾性層単体、及びその上に高抵抗樹脂を膜厚を
変えて処理していったときの静電容量の変化を示すグラ
フである。

【図４】同ローラの静止抵抗と回転抵抗の測定値を示す
グラフである。

【図５】実施例，比較例で表面抵抗を測定するために用
いた装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１現像ローラ２シャフト３導電層４トナー塗布用ローラ５感光ドラム（潜像保持体）６トナー（非磁性一成分現像剤）７成層ブレード８転写部９クリーニング部１０クリーニングブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石見公一東京都立川市若葉町２−７−25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に一成分現像剤を担持して該現像剤
の薄層を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接
して、該画像形成体表面に上記現像剤を供給することに
より、該画像形成体表面に可視画像を形成する現像ロー
ラにおいて、表面に高抵抗樹脂成分が付与されたイオン
導電性を有する弾性層を具備し、かつ静止時のローラ抵
抗をＲ１、回転時のローラ抵抗をＲ２としたとき、Ｒ１
＞Ｒ２となることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】上記弾性層がイオン導電性物質を含有し
てなるものである請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】上記高抵抗樹脂成分が、抵抗値１０⁸〜１
０¹⁵Ωｃｍの樹脂である請求項１又は２記載の現像ロー
ラ。
【請求項４】上記高抵抗樹脂成分が、尿素樹脂、メラ
ミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アルキッ
ド樹脂、変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド
樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる１種又は２種以上を
含有する樹脂成分である請求項１〜３のいずれか１項に
記載の現像ローラ。
【請求項５】外周面に一成分現像剤を担持した状態で
画像形成体表面に当接又は近接し、回転することによ
り、上記一成分現像剤を画像形成体表面に付着させて画
像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラを具備し
てなる現像装置において、上記現像ローラとして請求項
１〜４のいずれか１項に記載の現像ローラを用いたこと
を特徴とする現像装置。